KR20160080671A - Welding method for galvanized steel sheets - Google Patents

Abstract

Disclosed is a welding method for galvanized steel sheets. According to an embodiment of the present invention, the welding method for galvanized steel sheets comprises: a step of spot welding two galvanized steel sheets at a constant distance using a spot welding gun in a state in which the galvanized steel sheets are overlapped with each other; a step of cooling a spot welding portion of the galvanized steel sheets to secure a gap between the galvanized steel sheets in each spot welding portion; and a step of radiating a laser beam in each spot welding portion of the galvanized steel sheets at a constant pattern to be laser welded.

Description

도금강판의 접합방법{WELDING METHOD FOR GALVANIZED STEEL SHEETS} [0001] DESCRIPTION [0002] WELDING METHOD FOR GALVANIZED STEEL SHEETS [0003]

본 발명은 도금강판의 접합방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 2장의 도금강판을 스폿용접과 레이저용접을 병행하여 접합하는 도금강판의 접합방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of joining a plated steel sheet, and more particularly, to a method of joining a plated steel sheet joining two plated steel sheets by spot welding and laser welding in parallel.

일반적으로 두 강판을 상호 겹치기 접합하기 위해서는 레이저 발진기로부터 출력되는 레이저빔을 이용한 레이저 용접이나, 스폿 용접기를 이용한 전기저항 용접이 주로 적용된다. Generally, laser welding using a laser beam output from a laser oscillator or electric resistance welding using a spot welding machine is mainly applied to mutually overlap and bond two steel sheets.

도 1에서는 일반적인 레이저 용접 시스템에 의해 레이저 용접 공정도로써, 레이저빔(LB)을 이용하여 강판 소재를 용접하기 위해서는 로봇(1)의 아암(3) 선단에 레이저 헤드(5)를 설치하고, 이 레이저 헤드(5)는 레이저 발진기(7)와 연결되는 레이저 용접 시스템을 구비하여, 로봇 제어기(C)를 통하여 거동하는 로봇(1)에 의해 상기 레이저 헤드(5)가 소재(9)의 용접패턴을 따라 이동하면서 레이저빔(LB)을 조사하여 용접작업을 진행하게 된다. 1 shows a laser welding process using a general laser welding system. In order to weld a steel sheet material using a laser beam LB, a laser head 5 is provided at the tip of an arm 3 of the robot 1, The head 5 is provided with a laser welding system connected to the laser oscillator 7 so that the laser head 5 moves the welding pattern of the work 9 by the robot 1 moving through the robot controller C. The laser beam LB is irradiated while moving along with the welding operation.

여기서, 상기 레이저빔의 특성을 이용하여 용접하기 위한 강판 중에서도 특히, 니켈, 크롬, 아연 등이 도금되는 도금강판(Plating Steel Sheet)은 철의 최대 단점인 녹을 방지하고, 철의 장점인 강성과 경제성을 최대한 살릴 수 있다는 측면에서 사용이 늘어나는 추세이다.Among the steel sheets to be welded by using the characteristics of the laser beam, particularly, plated steel sheets plated with nickel, chrome and zinc prevent rust which is the greatest disadvantage of iron, And it can be used as much as possible.

그런데, 도 2에서 도시한 바와 같이, 상기한 레이저빔의 특성을 이용하여 상기한 도금강판(11)을 서로 겹치기 용접하는 과정에서, 2장의 겹쳐진 도금강판(11) 사이에 일정한 갭(GAP)이 없는 경우에는, 그 용접부(W)에 도금층(13)의 증발로 인한 용접가스의 영향으로 기공이 발생하거나, 폭발성 기공을 동반하는 양상을 보인다.As shown in FIG. 2, in the process of overlap welding of the above-described coated steel strips 11 by using the characteristics of the laser beam, a gap GAP between the two overlapped coated steel strips 11 The welded portion W may have pores due to the influence of the welding gas due to the evaporation of the plating layer 13 or may be accompanied by explosive pores.

이에 따라, 2장의 도금강판(11)을 겹치기 레이저 용접하기 위해서는 지그장치를 통하여 도금강판(11) 사이에 0.1 내지 0.2mm 정도의 갭을 유지하여 용접가스가 배출되도록 하는 것이 중요하다. Thus, in order to perform the laser welding of the two sheets of coated steel sheet 11 by laser, it is important to maintain a gap of about 0.1 to 0.2 mm between the coated steel sheets 11 through the jig device so that the welding gas is discharged.

이를 위해서는 상기한 지그장치를 도금강판 별로 전용으로 사용하도록 전용 지그장치로 구성하여야 하며, 이에 따라 비도금강판 등에는 공유할 수 없는 단점이 있으며, 또한, 전용 지그장치를 이용하는 경우에도 도금강판 사이의 갭이 일정하지 않아 폭발성 기공 등의 종래 용접불량의 원인은 여전히 존재하는 단점을 내포하고 있다. For this purpose, the above-mentioned jig device must be constructed as a dedicated jig device so as to be used exclusively for each galvanized steel sheet, which can not be shared with non-galvanized steel sheets. Also, The gap is not constant and thus the cause of the conventional welding defect such as the explosive pore still exists.

한편, 최근에는 강판의 접합강성을 향상시키기 위하여 상기한 레이저 용접과 동시에, 접합면에 접착제를 도포함으로써 접착제의 응력 분산작용을 이용하여 강판의 접합강성을 더욱 향상시키는 추세이다. On the other hand, in recent years, in order to improve the bonding stiffness of the steel sheet, the bonding strength of the steel sheet is further improved by applying the adhesive to the joint surface simultaneously with the above-described laser welding.

그러나 상기와 같이, 도금강판(11)을 접착제에 의한 접착과 동시에, 겹치기 레이저 용접하는 경우에도 용접부에 도포된 접착제가 레이저빔(LB)의 열에 의해 연소되어 연소가스를 발생시키게 되며, 이로 인해 접착제에 의한 접착과 레이저 용접을 병행하여 적용하는 것이 어려운 단점이 있다.However, as described above, even when the coated steel strip 11 is adhered by the adhesive and the laser welding is performed by the overlapping process, the adhesive applied to the welded portion is burned by the heat of the laser beam LB to generate the combustion gas, And it is difficult to apply the laser welding in parallel.

본 발명의 실시 예는 도금강판의 겹치기 용접 시, 2장의 도금강판에 대하여 일정간격으로 스폿용접을 선행하여 진행하여 스폿용접에 의한 소재의 압입으로 스폿용접부 사이에 발생되는 간극을 이용하여 레이저용접을 진행하여 용접가스가 쉽게 배출될 수 있도록 함으로써 도금강판의 접합 품질을 확보할 수 있도록 하는 도금강판의 접합방법을 제공하고자 한다. In the embodiment of the present invention, during the overlap welding of the coated steel sheet, the spot welding is precedently performed at regular intervals with respect to the two sheets of coated steel, and laser welding is performed using the gap generated between the spot welded portions by press- Thereby enabling the welding gas to be easily discharged, thereby ensuring the bonding quality of the plated steel sheet.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 도금강판의 접합방법에 있어서, 2장의 도금강판을 상호 겹친 상태로, 스폿용접건을 이용하여 일정간격으로 스폿용접을 진행하는 단계; 상기 도금강판의 스폿용접부를 냉각하여 각 스폿용접부 사이의 도금강판 간에 간극을 확보하는 단계; 상기 도금강판의 각 스폿용접부 사이에 레이저빔을 일정패턴으로 조사하여 레이저용접을 진행하는 단계를 포함하는 도금강판의 접합방법이 제공될 수 있다.According to one or more embodiments of the present invention, there is provided a method of joining a plated steel sheet, comprising the steps of: performing spot welding at a predetermined interval using a spot welding gun in a state where two plated steel sheets are overlapped with each other; Cooling a spot welded portion of the plated steel sheet to secure a gap between the plated steel sheets between the respective spot welded portions; And a step of irradiating a laser beam in a predetermined pattern between each spot welded portion of the plated steel sheet and proceeding to laser welding.

또한, 상기 스폿용접부 사이의 간격은 상기 간극이 0.05mm ~ 0.15mm 범위 내에서 형성되도록 설정될 수 있다.In addition, the gap between the spot welded portions may be set so that the gap is formed within a range of 0.05 mm to 0.15 mm.

또한, 상기 도금강판은 아연도금강판일 수 있다.Further, the coated steel sheet may be a galvanized steel sheet.

또한, 상기 레이저빔은 초점구간을 이용하여 용접 진행될 수 있다.Also, the laser beam can be welded using the focus period.

또한, 상기 일정패턴은 일정범위 내에서 중심점으로부터 나선형으로 확장되는 원을 그리는 패턴으로 이루어질 수 있다.In addition, the predetermined pattern may be a pattern that draws a circle extending spirally from the center point within a certain range.

본 발명의 실시 예는 도금강판의 겹치기 용접 시, 2장의 도금강판에 대하여 일정간격으로 스폿용접을 선행하여 진행하고, 스폿용접에 의한 소재의 압입으로, 도금강판의 각 스폿용접부 사이에 발생되는 간극을 이용하여 레이저용접을 진행함으로써 용접가스의 배출이 원활하고, 이에 따른 도금강판의 접합 품질을 확보할 수 있다. In the embodiment of the present invention, during the overlap welding of the plated steel sheet, the two plated steel plates are preliminarily subjected to spot welding at regular intervals, and the gap generated between the respective spot welded portions of the plated steel sheet So that the discharge of the welding gas is smooth and the quality of the bonding of the plated steel sheet can be ensured.

도 1은 일반적인 레이저 용접 시스템에 의해 레이저 용접 공정도이다.
도 2는 종래 기술의 문제점을 설명하기 위한 키홀용접구간의 레이저빔을 이용한 아연도금강판의 레이저 용접 상태도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 도금강판의 접합방법에 따른 공정도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 도금강판의 접합방법에 따른 실시 개념도이다. 1 is a view showing a laser welding process by a general laser welding system.
FIG. 2 is a laser welding view of a galvanized steel sheet using a laser beam of a keyhole welding section for explaining a problem of the prior art.
3 is a process diagram according to a bonding method of a coated steel sheet according to an embodiment of the present invention.
4 is a conceptual view illustrating a method of joining a coated steel sheet according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

단, 본 발명의 도금강판의 접합방법을 설명함에 있어, 종래 구성과 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 적용하여 설명한다.In describing the method of joining the plated steel sheet of the present invention, the same reference numerals are applied to the same constituent elements as the conventional constitution.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 도금강판의 접합방법을 설명함에 있어, 적용되는 소재를 아연도금강판으로 하여 설명한다.Further, in explaining the method of joining the coated steel sheet according to the embodiment of the present invention, the material to be applied is described as a galvanized steel sheet.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 도금강판의 접합방법에 따른 공정도이다.3 is a process diagram according to a bonding method of a coated steel sheet according to an embodiment of the present invention.

도 3과 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 도금강판의 접합방법은 2장의 도금강판(11)을 상호 겹친 상태로, 스폿용접건(미도시)을 이용하여 일정간격으로 스폿용접(SW)을 진행한다.(S1)3 and 4, in the method of joining the coated steel strip according to the embodiment of the present invention, the two coated steel strips 11 are spot-welded at regular intervals using a spot welding gun (not shown) (S1). (S1)

이후, 상기 도금강판(11)의 스폿용접(SW)부를 냉각하여 각 스폿용접(SW)부 사이의 도금강판(11) 간에 간극(G)을 확보한다.(S2) Thereafter, the spot welding (SW) portion of the coated steel strip 11 is cooled to secure the gap G between the coated steel strips 11 between the respective spot welded SW portions (S2)

즉, 스폿용접(SW)부에서는 소재의 압입으로, 도금강판(11)의 각 스폿용접(SW)부가 냉각되어 완전히 굳으면, 각 스폿용접(SW)부 사이에는 간극(G)이 발생된다.That is, in the spot welding (SW) portion, when each spot welding (SW) portion of the coated steel strip 11 is cooled and completely hardened by press-fitting of the material, a gap G is generated between the respective spot welding (SW) portions.

여기서, 상기 도감강판(11) 사이의 간극(G)은 상기 각 스폿용접(SW)부 사이의 간격이 일정간격 이내에서는 그 간격에 따라 상기 간극(G)이 다르게 되는데, 이러한 간극(G)은 레이저 용접 시에 발생하는 용접가스의 배출을 고려하여 0.05mm ~ 0.15mm 범위 내에서 형성되도록 상기 스폿용접(SW)부 사이의 간격을 조정하여 설정될 수 있다.The gaps G between the coated steel strips 11 are different from each other when the gaps between the spot welds are within a predetermined gap. May be set by adjusting the interval between the spot welding (SW) portions so as to be formed within the range of 0.05 mm to 0.15 mm in consideration of the discharge of the welding gas generated in the laser welding.

이어서, 상기 도금강판(11)의 각 스폿용접(SW)부 사이에 레이저빔(LB)을 일정패턴(LP)으로 조사하여 레이저용접(LW)을 진행한다.(S3)Subsequently, the laser beam LB is irradiated in a predetermined pattern LP between the respective spot welding portions of the coated steel strip 11 to advance the laser welding LW (S3)

여기서, 상기 레이저빔(LB)은 초점구간을 이용하여 용접 진행되며, 상기 일정패턴(LP)은 일정범위 내에서 중심점으로부터 나선형으로 확장되는 원을 그리는 패턴으로 이루어진다.
Here, the laser beam LB is welded using a focus period, and the predetermined pattern LP has a pattern of drawing a circle extending spirally from a central point within a certain range.

따라서 상기한 바와 같은 도금강판의 접합방법에 의해 아연도금강판(11)의 겹치기 용접을 진행하게 되면, 도 3의 (S2)에서와 같이, 스폿 용접되어 다수의 스폿용접(SW)부를 갖는 각 아연도금강판(11) 사이에 레이저 용접시 발생하는 용접가스가 배출되도록 간극(G)이 형성되며, 이러한 간극(G)이 확보된 아연도금강판(11)의 각 스폿용접(SW)부 사이에 확장하는 나선형 패턴(LP)을 따라 레이저빔(LB)을 순간적으로 조사하여 레이저용접(LW)을 진행한다. Therefore, when the overlap welding of the zinc-plated steel sheet 11 is proceeded by the above-described method of joining the coated steel sheet, as shown in (S2) of Fig. 3, A gap G is formed between the plated steel strips 11 so that the welding gas generated during the laser welding is discharged and the gap G is formed between the respective spot welded portions of the galvanized steel strip 11 The laser beam LB is instantaneously irradiated along the spiral pattern LP to advance the laser welding LW.

이에, 아연 도금층(13)이 증발하여 발생되는 용접가스인 아연증기가 상기 간극(G)을 통하여 외부로 빠져나가면서 아연증기에 의한 기공의 발생을 방지하여 용접품질을 확보할 수 있다. As a result, the zinc vapor, which is a welding gas generated by evaporation of the zinc plating layer 13, escapes to the outside through the gap G, thereby preventing generation of pores caused by the zinc vapor, thereby securing the welding quality.

또한, 종래 아연도금강판(11) 사이의 간극(G)을 형성해주기 위한 별도의 전용 지그장치를 제작이나 수정하지 않고도 비도금 강판과 동일한 지그장치를 공용으로 사용할 수 있다.
Further, the same jig device as the non-plated steel sheet can be commonly used without manufacturing or modifying a separate dedicated jig device for forming the gap G between the conventional galvanized steel sheets 11.

이상과 같이, 본 발명은 한정된 실시 예와 도면을 통하여 설명되었으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재된 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. Various modifications and variations are possible within the scope of the appended claims.

11: 아연도금강판
13: 아연 도금층
15: 접착패드
17: 지그
G: 갭
SW: 스폿용접
LB: 레이저빔
LW: 레이저용접
LP: 패턴11: Galvanized steel sheet
13: Zinc plated layer
15: Adhesive pad
17: Jig
G: gap
SW: Spot welding
LB: laser beam
LW: Laser welding
LP: Pattern

Claims (5)

도금강판의 접합방법에 있어서,
2장의 도금강판을 상호 겹친 상태로, 스폿용접건을 이용하여 일정간격으로 스폿용접을 진행하는 단계;
상기 도금강판의 스폿용접부를 냉각하여 각 스폿용접부 사이의 도금강판 간에 간극을 확보하는 단계;
상기 도금강판의 각 스폿용접부 사이에 레이저빔을 일정패턴으로 조사하여 레이저용접을 진행하는 단계;
를 포함하는 도금강판의 접합방법.In the method of joining a plated steel sheet,
Performing spot welding at regular intervals using a spot welding gun in a state where two plated steel sheets are overlapped with each other;
Cooling a spot welded portion of the coated steel strip to secure a gap between the coated steel strips between the spot welded portions;
Irradiating a laser beam in a predetermined pattern between each spot welded portion of the plated steel sheet to perform laser welding;
And a bonding step of bonding the plated steel sheet. 제1항에 있어서,
상기 스폿용접부 사이의 간격은
상기 간극이 0.05mm ~ 0.15mm 범위 내에서 형성되도록 설정되는 도금강판의 접합방법. The method according to claim 1,
The gap between the spot welds
And the gap is set to be within a range of 0.05 mm to 0.15 mm. 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 도금강판은
아연도금강판인 것을 특징으로 하는 도금강판의 접합방법. 3. The method according to claim 1 or 2,
The coated steel sheet
A method of joining a plated steel sheet characterized by being a galvanized steel sheet. 제1항에 있어서,
상기 레이저빔은
초점구간을 이용하여 용접 진행되는 도금강판의 접합방법.The method according to claim 1,
The laser beam
A method of joining a plated steel sheet to be welded by using a focal zone. 제1항에서,
상기 일정패턴은
일정범위 내에서 중심점으로부터 나선형으로 확장되는 원을 그리는 패턴으로 이루어지는 도금강판의 접합방법.The method of claim 1,
The predetermined pattern
And a pattern for drawing a circle spirally extending from a center point within a certain range.

Images